不同環(huán)境條件下，
穩(wěn)定氮同位素的組成會有一定的差異，作為是一種很好的污染物指示劑，在生態(tài)系統(tǒng)污染的監(jiān)測中，測定的15N值還可以作為水域環(huán)境污染程度指標。通過使用穩(wěn)定性同位素技術(shù)，可以使生態(tài)學家測出許多隨時空變化的生態(tài)過程，同時又不會對生態(tài)系統(tǒng)的自然狀態(tài)和元素的性質(zhì)造成干擾。穩(wěn)定同位素能夠被用來測定植物通過氮固定或吸收土壤NH4及NO3-獲得氮素相對比率，確定土壤中碳和氮周轉(zhuǎn)速率，判定N2O的來源（硝化細菌或反硝化細菌），確定食物鏈的長度，確定空氣和水體污染物的來源以及如何確定植物的分布區(qū)域等。
穩(wěn)定氮同位素分析在多個領(lǐng)域有應(yīng)用，目的和原理各不相同。
在溫室氣體研究領(lǐng)域，通過穩(wěn)定氮同位素分析，可同時進行N2O濃度以及同位素δ15N/δ15Nα/δ15Nβ/δ18O測量，N2O是溫室氣體研究的前沿對象，通過識別土壤和水中的硝化和反硝化過程，N2O的同位素可用于探測氮循環(huán)中的源起和沉積。
在考古領(lǐng)域，應(yīng)用穩(wěn)定同位素碳十三(δ13C)、氮十五(δ15N)分析方法對發(fā)掘出土的人骨或動物骨遺存進行分析，以獲取人類以及動物食物結(jié)構(gòu)狀況的研究方法。
同位素示蹤所利用的穩(wěn)定同位素和放射性同位素及它們的化合物，與自然界存在的相應(yīng)普通元素及其化合物之間的化學性質(zhì)和生物學性質(zhì)是相同的，只是具有不同的核物理性質(zhì)。
穩(wěn)定氮同位素是指原子核結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不會發(fā)生衰變的同位素。放射性同位素是指原子核不穩(wěn)定會發(fā)生衰變，發(fā)出α射線、β射線或γ射線的同位素。放射性同位素標記法是指在生物實驗中利用放射性同位素標記某一特定物質(zhì)，然后利用自顯影技術(shù)或液體閃爍計數(shù)器等射線測量、分析、記錄儀器進行追蹤的方法，它是同位素標記法的一種。
在生物實驗過程中若使用穩(wěn)定同位素標記，則不能用自顯影等技術(shù)來顯現(xiàn)、追蹤同位素去向，只能用測量分子質(zhì)量或離心技術(shù)來區(qū)別同位素。雖然也是同位素標記法，但不能稱為放射性同位素標記法。氮共有17種同位素，其中兩種是穩(wěn)定同位素，即14N和15N；氧共有17種同位素，其中三個是穩(wěn)定同位素，即16O、17O、18O。
因此，同位素并非都具有放射性，它包括穩(wěn)定同位素和放射性同位素，只有放射性同位素才具有放射性；同位素標記也不等同于放射性同位素標記，放射性同位素標記僅是同位素標記法的一種。
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